Физики обнаружили необычную сверхпроводимость в скрученном трехслойном графене

Исследователи обнаружили в трехслойном графене, скрученном под магическим углом, два разных режима сверхпроводимости. Результаты экспериментов не согласуются с теорией Бардина — Купера — Шриффера (БКШ).

Физики использовали сканирующую туннельную микроскопию высокого разрешения и спектроскопию для изучения сверхпроводимости трехслойного графена, скрученного под магическим углом. Эксперименты показали, что сверхпроводимость в этом материале проявляет несколько очень необычных свойств, которые нельзя описать с помощью теории БКШ. 

Художественное изображение трехслойного графена. Изображение: Полина Шматкова и Маргарита Давыдова

Ученые измерили эволюцию сверхпроводящей щели по мере того, как электроны удаляются из трехслойного слоя с помощью переключателя, который включает или выключает электрическое поле. Сверхпроводящая щель — это свойство, которое описывает, насколько сложно добавлять или удалять отдельные электроны в сверхпроводнике, объясняют авторы работы. 

Поскольку электроны в сверхпроводнике стремятся образовать пары, для разрыва этих пар требуется определенное количество энергии. Оно может быть разным для пар, движущихся в разных направлениях относительно кристаллической решетки. В результате «зазор» имеет специфическую форму, которая определяется вероятностью того, что пары будут разорваны при определенном количестве энергии.

Несмотря на то, что сверхпроводники существуют уже давно, удивительно новая особенность скрученных двухслойных и трехслойных графеновых материалов заключается в том, что сверхпроводимость в этих материалах может быть включена простым приложением напряжения к соседнему электроду.

Стеван Надж-Перге, физик из Калифорнийского технологического института, соавтор работы

Ученые установили, что в скрученном трехслойном графене есть два режима сверхпроводимости с профилями сверхпроводящей щели разной формы. Если один из режимов можно объяснить теорией, в чем-то похожей на БКШ, то наличие двух режимов показывает, что внутри сверхпроводящей фазы, вероятно, имеет место дополнительный переход, отмечают исследователи. 

Авторы работы полагают, что увеличение количества слоев делает сверхпроводимость более надежной, оставаясь при этом легко настраиваемой. Это свойство открывает различные возможности для использования скрученного трехслойного графена в качестве сверхпроводящих устройств для квантовых исследований и, возможно, в квантовой обработке информации.

Изображение на обложке: снимок трехслойного графена, сделанный с помощью туннельного микроскопа. Источник: Caltech


Читать далее:

Опровергнут главный миф о динозаврах: ученые поняли, как рептилии захватили планету

350 млн лет назад с Землей происходило что-то странное: это повлияло на обитаемость

Найдена огромная озоновая дыра. Она опасна для 50% населения Земли и видна круглый год

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Создано музыкальное приложение для реабилитации после инсульта
Наука
«Эффект аккордеона» превращает жесткий графен в эластичный материал
Наука
ИИ восстановил имя автора свитка, который пережил последний день Помпеи
Наука
Частный лунный модуль вышел на орбиту спутника после двух месяцев полета
Космос
Предок тираннозавра «иммигрировал» в Америку из Азии, считают ученые
Наука
Обновленный Gemini 2.5 Pro от Google возглавил рейтинг ИИ для разработчиков
Новости
Ученые решили проблему, которая мешала запуску термоядерных реакторов почти 70 лет
Наука
Китайское «супероружие» для подводных диверсий оказалось не таким, как считалось
Новости
Отключение мобильного интернета в Москве: какие последствия для бизнеса
Новости
Киберполиция назвала новые схемы мошенников: как они воруют аккаунты на «Госуслугах»
Новости
Хокинг предсказал гибель Земли: оказалось, НАСА сочло угрозу реальной
Наука
Создатель Ethereum признал свои ошибки и решил изменить криптовалюту
Новости
«Ред ОС 8» заработала на Arm-платформах — теперь и на «Байкале»
Новости
Компания Цукерберга использовала уязвимость подростков для рекламы
Новости
Старая модель не работает: ученые ищут новые объяснения устройства Вселенной
Космос
Пыльцевая буря накрыла центр России: что это и как защититься аллергикам
Наука
3400-летние артефакты загадочного племени нашли на вершине потухшего вулкана в Венгрии
Наука
На 3D-принтере напечатали электрод, который работает эффективнее ЭЭГ
Наука
Древесная стружка и ветки: открыт необычный способ мумификации с удивительной эффективностью
Наука
Физики MIT наблюдали квантовые взаимодействия между атомами
Наука